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PROYECTO LOWUP: Implementación de cuatro tecnologías en planta piloto. Detalle de kit
de recuperación de calor en paneles solares FV con MCF”
Dra. Raquel Simón Allué
Ingeniera industrial en I+D
EndeF
1
LOWUP PROJECT – Concepto
2
PR
OJE
CT
LEA
DER
Soci
os
esp
año
les
LOW valued energy sources UPgrading for buildings and industry uses
EU HORIZON 2020 PROJECT - Energy Efficiency Call 2016-2017
The LowUP project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 Researchand Innovation Program under Grant Agreement n°723930. http://lowup-h2020.eu/
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LOWUP PROJECT – Tecnologías
Heat - LowUP
Calefacción para edificios
Energía solar y aguas residuales
Cool - LowUP
Aire acondicionado/ refrigeración en edificios
Aire ambiental
HP - LowUP
Calor útil para procesos industriales
Calor residual resultante de procesos industriales
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➢ 4 Sistemas implementados
▪ Paneles solares fotovoltaicos con kit de recuperación de calor con material de cambio de fase (MCF).
▪ Depósito de acumulación estratificado.▪ Suelo radiante de baja temperatura▪ Recuperador de calor de aguas grises
➢ Demo: planta piloto en Sevilla
▪ Tipo edificación: edificio de oficinas alimentado por los sistemas Heat-LowUP y Cool-LowUP.
▪ Localización: Acciona I+D - CESE3R - Planta Piloto Térmica y Edificación, Sevilla.
LOWUP PROJECT – Heat LowUP
Resultados
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LOWUP PROJECT – Trabajo experimental
Cubierta de cristalLaminado FVAdhesivoAbsorbedor de calorPaquetes MCFAislamiento
▪ 3 absorbedores: cobre, polímero, aluminio▪ 2 mat. MCF: orgánico 45ºC, inorgánico 48ºC▪ 2 configuraciones: con/sin cubierta
10241212
18722058
17332053
0
500
1000
1500
2000
2500
Al PVT-1 Al PVT-1+PCM
Al PVT-2 Al PVT-2+PCM
EC PVT-2 EC PVT-2 +PCM
Producción térmica diaria [Wh] y distribución [W]
* Simón-Allué et al. Experimental Investigation of PV/T Collectors with Phase Change Material. Eurosun, Raperswill, 2018.
Testeo de prototipos
Ensayos experimentales
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Absorbedor de calor: lámina de aluminio, formato roll-bond, fluido por canales.
MCF: Inorgánico, 48ºC.
Tipo de PVT: sin cubierta.
Desarrollo de un kit de recuperación de calor para paneles FV, mediante la adición de un absorbedor térmico, un rediseño del panel y la incorporación de material de cambio de fase.
Calor y electricidad
Redistribución del calor
Protección extra FV
Kit adaptable a FV existentes
Para cubrir ACS y electricidad. Orientado a residencial, sector terciario o industria.
Redistribución del perfil de generación de calor, desplazándolo de las horas solares pico al final del día.
Permite reducir las temp. máximas dadas en el panel FV durante las horas solares pico.
Se puede instalar en paneles FV existentes sin alterar la instalación eléctrica.
LOWUP PROJECT – Diseño final
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LOWUP PROJECT – Depósito estratificado
Acumulador estratificado con sistema de carga y descarga autorregulada para almacenamiento de energía en circuito primario proveniente de fuentes a distinta temperatura
Carga de energía solar a alta temperatura en la zona
superior del acumulador
Carga de energía solar a baja temperatura en la zona intermedia del acumulador
Apoyo eléctrico en el acumulador Entropy
❑ Diferentes fuentes de energía a baja temperatura al mismo tiempo: térmica solar y aguas residuales.
❑ Gestión específica de flujos, de acuerdo con necesidades de almacenamiento y la simultaneidad de la carga.
❑ Regulación interna mediante principio de accionamiento termomecánico, sin uso de controladores.
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LOWUP PROJECT – Instalación
Datos principales instalación
40 PVT paneles
Captación62.4 m2
Con / sin MCF
Edificio oficinas
Totalmente monitorizada
Esquema hidráulico de la instalación
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Leye
nd
a
T T T
T
T
x5T
Estación meteorológica
P CP
C
Piranómetro, anemómetro, temperatura ambiente
P
T
P
Sensores temperatura
Sensores presión
Caudalímetro
T
T
P
Objetivo: ▪ Evaluar el funcionamiento real a largo
plazo de una instalación pionera
▪ Evaluar el imparto del MCF
T
LOWUP PROJECT – MonitorizaciónEsquema de monitorización de la instalación
x5T
T T T TT
TT T T
x5T
P CP
T
x5T
T T T T
Térmica: + 17.55 %Eléctrica: + 3.2 %
10
Producción energética*:
Térmica: 38,927 kWh/añoEléctrica: 17,984 kWh/año
Ahorro emisiones:
4.517 kgCO2 /año
Ahorro económico:
6.744 € /año
Aumento de la producción energética debido a la
inserción del MCF:
LOWUP PROJECT – Resultados preliminares
0
500
1000
1500
2000
2500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Pro
d. T
érm
ica
[kW
h]
Month
with PCM
without PCM
0
200
400
600
800
1000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Pro
d. e
léct
rica
[kW
h]
Month
with PCM
without PCM
* Basado en los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio y simulaciones numéricas
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Instalación de paneles
Monitorización(mañana)
Puesta en marcha (mañana)
Fabricación de prototipos
Hoy
LOWUP PROJECT – Instalación física
❑ Testeo in situ del nuevo modelo de PVT sin cubierta.
❑ Evaluación experimental a largo plazo del MCF.
❑ Instalación pionera completamente monitorizada.
Periodo de 18 meses de análisis de operación y validación
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